基于优化的VSVPWM三电平NPC逆变器控制策略

针对中点箝位(NPC:Neutral-Point-Clamped)型三电平逆变器直流侧上下两个电容电压不一致,以及传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM:Spatial Vector Pulse Width Modulation)虽然可在一定的调制度范围内解决两个电容电压不一致,但在较大的调制比下中点电位无法维持平衡的问题,在传统SVPWM和虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM:Virtual Space Vector Pulse Width Modulation)的基础上优化控制方法。该方法依据电流的流向对不同的正、负小矢量采用不同大小的平衡因子,同时根据中点电位差值,引入电压调差系数,并在此基础上与无差拍控制相结合。该闭环控制策略利用中点电位差值与逆变器三相电流输出值作为反馈量调整输出波形,抑制中点电位。仿真结果表明,该方法在三电平逆变器调制度较高时仍然可以维持直流侧中点电位的平衡,证明了控制策略的正确性和有效性。

VSVPWM永磁同步电动机矢量控制系统建模与仿真

在MATLAB6 5环境下,应用Simulink中的电力系统仿真工具,对PMSM(永磁同步电动机)矢量控制系统进行仿真,仿真结果表明系统的稳态、动态性能好。

VSVPWM交流调速系统的建模与仿真

针对交流调速系统的非线性和强耦合等特点 ,本文根据电压空间矢量脉宽调制 (VSVPWM)的控制原理 ,应用MATLAB SIMULINK仿真软件建立了转速闭环控制器模块和VSVPWM交流变频调速系统仿真模型。为了验证模型的正确性 ,本文对变转速恒负载和恒转速变负载的条件进行了仿真 ,同时对VSP

基于VSVPWM的三电平中点电位补偿平衡控制

针对二极管钳位型(NPC)三电平逆变器存在着中点电位不平衡的问题,通过分析中点电位的波动机理,提出一种基于虚拟空间电压矢量调制(VSVPWM)的准确补偿中点电位的控制策略,引入虚拟中矢量和电压调整系数f,充分利用新的合成矢量对中点电位波动的平衡作用,根据中点电流的流向,对不同的正、负小矢量分配不同的调整系数;同时根据检测到的中点电位偏差,采用一种滞环控制的方法,在传统的基于k值的矢量调整控制和基于f值的准确补偿控制之间进行切换控制。仿真分析和实验结果表明,基于本方法的中点电位补偿控制策略,具有很好的中点电位平衡效果。

具有中点电位非对称控制的VSVPWM技术

在降低NPC式三电平逆变器中点电位波动问题时,传统的VSVPWM算法未考虑直流侧电容电压非对称情况。为此,需从理论上探讨对称时的虚拟矢量形式是否适用于非对称状态下的各虚拟矢量。提出了具有中点电位非对称控制的VSVPWM技术,并在引入中点电位不平衡度的基础上通过改进零矢量的持续作用时间实现直流侧电容电压非对称控制。该方法具有较宽的调制比适用范围,并能够精确地控制直流侧电容电压,提高线电压质量,有效降低中点电位波动幅度。仿真和实验结果验证了该方法的有效性和优越性。

简化三电平VSVPWM的PMSM闭环矢量控制系统

为解决三电平逆变器中点电位的漂移问题,采用虚拟空间矢量的控制方法,结合简化三电平矢量控制系统实现对PMSM的控制,分析了电机的数学模型、电流环和转速环的PI调节器参数整定等PMSM矢量控制,利用id=0的控制方式构建Simulink仿真模型。研究表明,该方法不仅可以大幅减少超调量,还可以提高动态响应速度,证明了永磁同步电机三电平SVPWM控制系统的正确性。

A neutral-point potential balance control strategy for three-level inverter based on VSVPWM

The topology of diode neutral-point-clamped(NPC)three-level inverter is prone to neutral-point potential offset.When the sum of three-phase current is zero,the virtual space vector pulse width modulation(VSVPWM)scheme does not cause the neutral-point voltage offset,but it lacks the ability to balance the deviation.For this reason,a neutral-point potential control strategy combining virtual space vector modulation and loop width control is proposed.The neutral-point potential is balanced by introducing the distribution factor for the regions with redundant vectors.For other regions,the potential is controlled by selecting a suitable switching sequence.Meanwhile,the effect on the virtual vector modulation is reduced within the loop width by setting an appropriate loop width,thereby improving the balance effect.The simulation results show that the proposed method has a strong ability to control the offset and has excellent potential balance performance under the conditions of balanced load,unbalanced load and asymmetric capacitance parameters.

NPC三电平逆变器VSVPWM的研究

NPC三电平逆变器是电力电子变频器中应用最为广泛的逆变器之一,本文以NPC三电平逆变器为基础,研究了其中点不平衡机理,并对虚拟矢量脉宽调制(VSVPWM)进行了分析,为进一步利用小矢量的冗余性,对VSVPWM进行了改进,并通过仿真验证结果。

基于电压反馈VSVPWM三电平中点电位平衡控制

针对三电平变流器存在中点电位不平衡,VSVPWM(虚拟空间矢量脉宽调制)算法中开关损耗比较大,冗余小矢量幅值大小不相等问题,提出了一种基于中点电位电压反馈的VSVPWM方法。方法通过电位不平衡时小矢量的幅度变化的不同,重新划分3个空间矢量扇区构建虚拟矢量,并在系统中加入电容电压反馈和引入系数k来选择一个适合的小矢量进行作用,减少了开关的损耗和实现精确控制平衡的目的。为验证控制算法的可行性,进行了仿真和实验,结果表明:所提出的方法可以有效地保持中点电位电压平衡,并消除整个调制指标范围内电压的低频振荡,具有良好的动态性能。

三电平NPC变流器虚拟空间矢量调制策略与载波调制策略的内在关系研究

分析了虚拟空间矢量调制(virtual space vector pulse width modulation,VSVPWM)策略的基本原理,推导了三电平VSVPWM策略与单相双调制波三电平正弦脉冲宽度调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)策略的内在联系,建立了两者间的调制波等效关系。应用调制波等效关系分析了VSVPWM策略的输出电压总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)、直流电压利用率和关器件损耗。后,提出了基于调制波等效关系的三电平VSVPWM快速实现方案。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

基于IHPWM的三电平VIENNA整流器中点电位平衡策略

针对三电平VIENNA整流器固有的中点电位波动问题,详细分析了中点电位平衡控制的可控和不可控区域,提出了一种改进型混合调制IHPWM(improved hybrid pulse width modulation)策略,即在可控区域采用空间矢量脉宽调制SVPWM(space vector pulse width modulation)策略,在不可控区域采用虚拟空间矢量脉宽调制VSVPWM(virtual SVPWM)策略。仿真实验表明,改进型混合调制方法能够有效地降低低频脉动,更好地平衡中点电位。

改善共模电压和中点电位的虚拟SVPWM策略

中性点箝位式(NPC)三电平逆变器的拓扑结构以及空间矢量脉宽调制的技术特点决定了逆变器存在中点电位波动和共模电压问题。为此,提出一种改进的虚拟空间矢量脉宽调制策略,可以兼顾中点电位波动抑制和降低共模电压。在分析传统虚拟空间矢量脉宽调制策略原理基础上通过优化基本电压矢量构成和基本矢量的作用顺序达到降低共模电压的目标;同时采用闭环控制策略,监测中点电位和中点电流流向,动态调整中矢量形式,将中点电位波动控制在目标范围内。为验证改进调制策略的实用性和有效性,搭建了仿真和实验平台,仿真和实验结果均表明该策略相较于传统虚拟空间矢量脉宽调制技术,共模电压可降低50%,且稳定状态下中点电位波动范围可控制在5 V内。

变虚拟空间矢量的三电平NPC变换器中点电位平衡控制策略

在多电平变换器研究领域,三电平中点钳位逆变器目前是一种研究比较广泛的一种拓扑结构,但是此拓扑结构容易造成中点电压偏移问题。基于理论上虚拟空间矢量的调制方法可以实现分压电容中点电压平衡控制,因此,为增强中点电压平衡的控制效果,提出调节虚拟中矢量中点电流和分配正、负小矢量作用时间的中点电压平衡控制方法。相对虚拟空间矢量脉宽调制算法和混合式调制算法来说,所采用的可变虚拟空间矢量控制算法简单、实用,能实现三电平NPC变换器中点电位平衡控制。

不对称电压空间矢量PWM的研究与仿真

典型的电压空间矢量PWM (VSVPWM )本质上是一种在调制波中加入了零序分量的对称规则采样PWM ,而仿真结果表明 ,在较低的开关频率范围内对称规则采样PWM的总谐波畸变率明显高于不对称规则采样PWM。本文把不对称规则采样PWM与电压空间矢量PWM相结合 ,提出了一种改进的VSVPWM———不对称VSVPWM (AVSVPWM )。仿真结果表明 ,AVSVP WM的总谐波畸变率低于典型VSVPWM ,而基波含量高于典型VSVPWM ,开关频率较低时效果尤为明显。并且AVSVPWM能适用于更低的开关频率。

转子侧交-直-交变频器的双馈水轮发电机系统的建模与仿真(英文)

为了分析考虑水轮机调节系统影响的双馈水轮发电机系统的运行特性,首先基于双馈发电机和水轮机导叶开度的模型,应用小信号分析方法建立了双馈水轮发电机系统的数学模型;其次,研究了基于电压空间矢量脉宽调制(VSVPWM)控制策略的发电机系统的谐波特性。为了验证文中所提出的系统模型的正确性和可行性,采用Matlab/Simulink软件对双馈水轮发电机系统的稳态调节特性和暂态运行特性进行了研究。仿真结果表明双馈水轮发电机系统可实现定子有功功率和无功功率的独立稳态调节,在暂态运行特性中显示了很好的稳定性和动态性能。

永磁同步电机电压空间矢量控制系统仿真研究

基于矢量控制原理,主要研究永磁同步电机转子磁场定向的电压空间矢量控制算法,并利用MATLAB软件对控制系统进行设计与仿真,给出了电压空间矢量控制在空载和带载两种不同条件下仿真实验的波形,通过与SPWM控制的波形进行对比分析,验证了该方法具有良好的动态性能。

一种NPC型三电平变流器虚拟空间矢量调制策略的快速算法研究

在NPC型三电平变流器的调制策略中,虚拟空间矢量调制策略(Virtual Space Vector PWM,VSVPWM)是一种全调制度系数和全功率因数中点电压无波动的调制策略,但该调制策略的具体实现过程较为繁琐。分析了VSVPWM策略的基本原理,在此基础上提出了一种三电平VSVPWM策略的快速等效算法-各相电平作用时间计算法,这种快速算法不需进行传统三电平VSVPWM的复杂运算,更易于数字化实现。仿真和实验验证了文中理论分析的正确性。

三电平逆变器中点电压平衡的电压空间矢量控制原理及算法

分析了三电平电压空间矢量调制基本原理,深入研究了影响三电平逆变器中点电压平衡的主要因素,由此提出一种控制箝位二极管电压型三电平逆变器中点电压平衡的电压空间矢量算法理论分析和仿真实验结果表明。

三电平NPC逆变器中点电压平衡混合调制策略

针对二极管中点钳位型(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器直流侧电容电压不平衡问题,提出一种混合空间矢量脉宽调制技术(Space vector pulse width modulation,SVPWM)和虚拟空间矢量脉宽调制技术(Virtual space vector pulse width modulation,VSVPWM)的控制策略。采用60°坐标系,通过大扇区旋转模型和小扇区重新划分以简化计算,即在低调制比时,通过一系列处理简化SVPWM算法,并设计PI控制器以调节小矢量作用时间平衡中点电压;在高调制比时,改进VSVPWM,重新定义小、中矢量在降低共模电压的同时设计滞环比较器以平衡中点电压。仿真和实验验证了该方法的正确性和有效性。

三电平直接矩阵变换器的SVPWAM策略

三电平直接矩阵变换器(TLDMC)与常规矩阵变换器(MC)相比,能够大幅降低输出波形总谐波畸变率和开关应力;与现有的多电平交-直-交型变换器相比,其在减少开关数量和降低开关损耗方面更具优势。提出了针对TLDMC的空间矢量脉宽幅值调制(SVPWAM)策略,该策略通过消除每个扇区的零矢量,能够降低开关频率,并提高电压利用率。根据TLDMC的拓扑,论证TLDMC的间接调制模型;针对TLDMC的调制,将虚拟整流器由零矢量调制改进为SVPWAM,虚拟逆变器采用虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM)。仿真和实验结果验证了所提方法的正确性。